空调后排鼓风机及其控制方法

王 磊，李 娜，宋 暖，王清海

（长安汽车股份有限公司 北京研究院，北京 100195）

空调系统为车内乘员提供采暖与制冷，在高档、豪华型轿车上已开始配置多温度调节区域的空调。后排乘客也可以对本区域温度进行独立调节。伴随多温区空调的出现，车内尤其后排的风口数量 （如：后排中央吹面出风口、B柱出风口）日趋增多，对风量的需求也在增大。但是受到暖通空调结构的限制，在仅有前暖通空调的情况下后排吹出的风量始终较小且无法独立调节。给后排乘客的主观感受就是后排无风，风量不可调，制冷效果差，满足不了乘客的需求，对产品的满意度差。

为了解决这一问题，提升后排乘客的乘车舒适度，考虑增加一个后排鼓风机。此鼓风机带有调速装置，配合相应的控制按键与逻辑，可以实现后排风量的独立调节，显著增加后排风口的出风量。

1 布置方式

如图1所示，后排鼓风机布置在中控扶手箱内部，进风口通过过渡风道连接到暖通空调总成的后吹面风口上，出风口与后排中央吹面风道、B柱风道相连接。

2 结构形式

图2是鼓风机的结构爆炸图，从图2中可看出，鼓风机由7部分组成。最上部的导入风道与过渡风道相连，接收从前暖通空调吹出的冷风。往下依次是叶轮、上下壳体、电机、调速模块、冷却风道端盖。其中上下壳体扣合后形成的出风口，将冷风吹出到后排中央吹面出风口、B柱出风口。

图1 布置方式

图2 鼓风机结构爆炸图

3 工作原理

此鼓风机的作用是改变暖通空调后吹面风口的风阻，从而改变风量分配，使吹向后排的风量比例变大。

电机通电后，扇叶旋转，导入风道前产生负压，使得由前暖通空调的后吹面风口吹出风量加大，风经鼓风机后从后排中央吹面风道、B柱风道吹出。通过调速模块改变电机两端电压，来调整电机转速，引起导入风道前负压变化，进入后排鼓风机的风量也发生变化，进而实现后排中央吹面风道、B柱风道出风量大小的变化。

4 控制逻辑

4.1 目标

目标是保证车辆安全行驶，尽量不影响前排出风量、吹出风温度的前提下，增大后排风量，赋予后排乘客更大的对于空调系统调节的权限。

1）在前排空调面板上增加REAR按键 （图3）。

2）除霜模式优先级高于REAR，在除霜模式下，REAR按键无法激活。

3）当REAR键被激活后，进入后排优先模式，后排空调面板 （图4）才被开启。后排空调面板开启后，可以调节后排的风量，切换整车的出风模式 （可在吹面模式、吹脚模式、吹面吹脚模式、吹脚除霜模式等4个出风模式间切换），后排鼓风机在吹面模式和吹面吹脚模式下可以被启动。

4）后排优先模式分为：AUTO模式，根据后排用户设定的温度自动调节出风量和吹出模式；手动模式，后排乘客手动调节后排出风量，手动切换出风模式。

5）风量补正策略：在后排鼓风机开启后，会提高暖通空调中鼓风机两端的电压，对前排风量进行补正，保证前排吹出风量不发生明显变化（补正限制后排风量比例为40%，超过40%的情况不进行补正）。

图3 前排空调面板增加REAR按键

6）温度补正策略：在后排鼓风机开启后，会根据设定温度，自动调节前排温度混合风门和后排温度混合风门的开启角度，保证前后排出风口吹出风温度不发生变化 （需暖通空调为双温区或三温区结构，双温区时，后排温度跟随副驾。）

4.2 具体流程

图5 控制流程图

具体控制流程如图5所示，在按下前空调控制面板上的REAR按键后，控制器首先判断目前的出风模式。除霜模式由于行车安全性的考虑，具有最高的优先级。所以如果处在除霜模式下，REAR键不被激活，保持目前的状态不变。如果不在除霜模式下，REAR按键被激活，进入后排优先模式，后排空调面板被开启，系统也强制切换到AUTO模式下。

1）不对后排空调面板做操作，保持目前控制状态，停留在AUTO模式下。

2）操作后排空调面板上的温度按键，设定后排的目标环境温度。系统根据设定的后排温度结合日照情况、车外环境温度等对整车出风模式、后排出风风量、后排出风温度自动进行调整，并依然保持在AUTO模式下。①出风模式根据设定温度在吹面、吹面吹脚、吹脚、吹脚除霜之间切换 （具体切换策略，根据整车空调标定情况进行制定）；②根据设定的出风模式来判断后排鼓风机是否开启。当出风模式为吹面、吹面吹脚时，后排鼓风机开启，自动调节后排鼓风机的风量挡位；当出风模式为吹脚、吹脚除霜时，后排鼓风机不开启，自动调节暖通空调中鼓风机的风量挡位；③后排鼓风机工作时，为避免对前排温度的影响，实行前排温度补正策略，会对暖通空调中的前排温度混合风门开度和后排温度混合风门开度进行调整，保证前排风口的吹出温度保持不变 （具体的开度调节参数，根据实车情况，由自动空调标定得出）。

3）操作后排空调面板上的模式切换开关，退出AUTO控制，根据选择切换到相应吹出模式，进入手动控制。

4）操作后排空调面板上的风量开关，退出AUTO控制，根据当前的出风模式来判断调节的鼓风机。①当出风模式为吹面时，手动调节后排鼓风机的风量挡位；②当出风模式为吹脚、吹脚除霜、吹面吹脚时，手动调节暖通空调的风量挡位，后排鼓风机关闭。

后排鼓风机工作时，为避免对前排出风风量的影响，实行暖通空调中鼓风机电压补正策略，根据鼓风机的端电压值，适当提高暖通空调中鼓风机端电压。同时为防止电压过高对鼓风机的损坏，在后排风量占比超过40%后，不对暖通空调中鼓风机电压进行补正。

5 总结

增加此鼓风机后，后排风量显著增大，并且由于后排鼓风机控制逻辑的作用，对于前排的出风量及出风口的出风温度也几乎无影响。此鼓风机的应用，提升了车辆品质，满足了前后排乘客的舒适性要求。